海岸动力学介绍

1、海岸动力学介绍海岸动力学介绍海岸动力学介绍海岸动力学复习纲领初始章概论1、基本见解海岸动力学动力要素：风、浪、流、潮汐泥沙运动岸线变化海滩剖面变化岸线变形海岸带：以海岸线为准，向陆地10公里，向海到-10m或-15m等深线范围内为海岸带。海岸带又分为潮上带潮间带潮下带海岸线：沿海岸滩与均匀大潮热潮面交线称为海岸线。潮上带：均匀热潮以上潮间带：均匀热潮与均匀低潮之间潮下带：均匀低潮以下2、海岸种类基岩海岸基岩海岸主要由岩石构成，地质条件比较好，是建港的优秀地点。沙质海岸构成的泥沙粒径0.06mmd1：1000。波涛对它的作用主假如迁徙。主要功能为旅行业。淤泥质海岸淤泥质海岸由淤泥构成，泥沙粒径0

2、.5有限水深波0.05h/L0.5浅水波h/L动能当kh很大时，动能势能因为非线性要素的影响，Stokes波作用在建筑物上的压力大于微幅波。7）Stokes波理论在h/L0.125时才合用。2、椭圆余弦波理论（图形见书籍P50）采纳雅可比椭圆余弦函数来描绘，合用于波涛破裂今后波涛的流传。章节小结：1、深水状况时：波陡小时采纳微幅波理论；波陡大时采纳二阶形式Stokes波理论。2、过涉水深状况时：各样理论均可使用，视详细状况而定。3、浅水状况时：采椭圆余弦波理论或许孤立波理论。第二章波涛的流传、变形和破裂第一节深水波涛特色波涛拥有随机性1、统计分析（1）上跨零点法（下跨零点法）（图示见书籍P54

3、）（2）按部分大波均匀值定义的特色波高：Hmax，H1/10，H1/3Hs（有效波高）H，Hrms1Hi2（均方根波高）N（3）按超值累计概率定义的特色波高：H1%，H4%H1/10，H13%Hs比较瑞利散布，有：H1/102.03H，H1/31.60H，Hrms1.13H2、谱分析（P58）顿谱、能谱、波能密度表达式：S()11an21(1En)2g3、波涛在深水中的弥散第二节波涛在浅水中的变化1、波涛守恒（前提：坚固的波涛场）波面方程Hcos(kxt)，此中相位函数kxt，因此有：222kkk00txxtxtttxxk0表征着坚固的波涛场，0(2)表征着T坚固不变。txT2、波涛的浅水变形

4、(Ecn)0b0(Ecn)bi，当波涛垂直入射时，有b0bi，因此有：(Ecn)0Ecn1gH02c0n01gHi2cini88定义浅水变形系数ksHi，则ksHic0n0c0H0H0cini2cini计算问题：已知H0、T、h的状况下推求Hi用浅水变形系数表达式计算（ksHic0），有c0、ci、ni三个量H02cini未知待求，则：co直接可求，采纳弥散方程c0gT；2ci可间接求得，先采纳弥散关系推求出L（T,hLgT2th2h），2L再由ciL即可求得；T1(12kh)计算获得，此中k2ni可由方程ni2sh2khL3、波涛的折射（P71）斯奈尔定律：sinsin0cc0由(Ecn)0

5、b0(Ecn)bi，能够将波高H的表达式写为：HH01c0b0H0kskr2cinibi此中ks为浅水变形系数，kr为折射系数：krb0cosbicos0i由此能够很好地解说辐聚与辐散现象。辐聚处为冲洗，辐散处为淤积。4、波涛反射反射系数krfHrfamaxaminHiamaxamin5、波涛绕射绕射系数kdHdHi6、波涛破裂1）极限条件波峰上的水质点的运动速度=波速2）极限波陡max(H0)max0.1421L07（3）破裂指标破裂指标rbHbhb孤立波时，rb0.78；Stokes波时，rb0.89。（4）破波角0(0.250.55H0/L0)5）破裂波种类崩破波：海滩坡度较缓，深水波陡

6、较大；卷破波：海滩坡度陡一些，深水坡陡中等；激破波：海滩坡度较陡，深水坡陡较小。第三章近岸波涛流第一节水流概括1、潮流2、大洋环流（物理大海）3、近岸波涛流近岸波涛流包含向岸流沿岸流离岸流（裂流）研究近岸波涛流的方法主要有力的均衡水体的均衡第二节辐射应力1、动量流uuuux2uxuyuxuz时均状况下：uyuxuy2uyuzuzuxuzuyuz2则动量流表达式以实时均动量流表达式能够写成：u2uvuwu2uv0Mvuv2vwMvuv20wuwvw200w22、辐射应力压力（静水压力、动水压力）总的动量流水质点运动速度辐射应力定义：总动量流的时均值减去没有颠簸时候的静水压力（即节余的动量流）定义

7、表达式：Sxx(Pu2)dz0PdzhhSxx：第一个下角标表示辐射应力作用面的法线方向，第二个下角标表示力的作用方向。计算表达式：uHchk(zh)cos(kxt)TshkhwHshk(zh)sin(kxt)TshkhHcos(kxt)2Pg(kzz),kzchk(zh)chkh（1）波涛流传方向与x轴重合：SxySyx0SxxE(2n1)2（2）波涛流传方向与y轴重合：SyyE(n1)2（3）循环播方向与x轴成角：AS0AT（S0为波向与x轴一致时的辐射应力）cossinAcossincossin2n1/20cossinScosEn1/2sincossin0由此能够推求有：SxxEncos

8、21(2n1)2SyyEnsin21(2n1)2SxySyxEnsin22第三节波涛增水和减水1、物理见解波涛的增减水：颠簸水面的时均值相关于静止水面的偏离值。2、一维波涛增水减水方程（受力分析图见书籍P113）记I1为作用在水柱上的辐射应力净力，I2为作用在水柱上的静水压力差，I3为床底对所受水柱压力的反作使劲的水平重量。由I1I2I30，能够获得一维波涛增减水方程：dSxxg(ddxh)dx在破波带外，H随h减小而增大，SxxdSxx0d0，此时减水；dxdx在破波带内，H减小，SxxdSxx0d0，此时增水。dxdx3、破波带外的减水和破波带内的增水（1）破波带外减水减水公式：1H2k8

9、sh2kh浅水时，sh2kh2kh1H216h在破波点处，Hb0.8Hb（5%）hb20（2）破波带内增水增水面方程：khc，为向来线。增水公式：bk(hbh)在岸边时，max1Hb（25%）4第四节平直岸滩的沿岸流假定：波涛斜向入射，入射角很小；沿岸方向均匀一致（0）；y海滩拥有无量长平直等深线；底坡均匀。1、不考虑侧向掺混：沿岸流方程：dSxy(b)(b)2dxy0，ycfumV此中cf为摩阻系数，um为近底水质点速度最大值，V为沿岸流流速。VdSxy2cfumdx1）在破波带外：V02）在破波带内：V有数种形式近似的表达式，其实不确立。2、考虑侧向掺混：沿岸流方程：dSxy2d(dV)0

10、，NDgDdxcfumVDtandxdx（1）在破波带外：dD2dVcfgDrV0(NgD)dxtandx（2）在破波带内：还没有解出沿岸流精准分析解的固定方法，可是Ntan参数P的研究至为重要，图像见P123。rG第四章海岸带潮波运动潮波是长波（浅水波）潮波运动:海面周期性起落是潮汐；海水周期性运动是潮流。超波理论：包含均衡潮理论（静力理论）动力理论。第一节潮颠簸力理论控制方程：运动方程表征动量守恒；连续方程表征质量守恒。1、运动方程：uuuu2wvsingtvyxxxvuvvv2wvsingtxyyy2、连续方程：u(h)v(h)tx0y第五章沙质海岸的泥沙运动无粘性泥沙沙质海岸粘性泥沙淤

11、泥质海岸第一节概括1、泥沙运动种类：悬移质和推移质2、海岸泥沙运动方式：海岸带横断面图（书籍P5）离岸区：只存在推移质运动，地貌特色是沙纹；外滩：只有悬移质运动，地貌特色是滩槽、沙坝；前滩：既有推移质运动，也有悬移质运动，两者谁占主体由详细条件决定。向岸离岸方向的输沙运动致使海滩剖面的短期变化；沿岸方向的输沙运动致使岸线的周期变化。第二节波涛作用下的推移质运动1、波涛作用下的泥沙起动泥沙流动参数Mum2，式中：g(s)Dum为近底水质点运动速度的最大值，s为泥沙密度，D为泥沙粒径。当M大于临界值Mc时，泥沙起动1中细沙状况下（D0.5mm）：Mc0.21(2am)2；D1粗沙状况下（D0.5m

12、m）：Mc0.46(2am)4。D【am为近底水质点轨迹半径（长半轴）】，um2amT。2、推移质输沙率(c)，Qcg(s)D（1）爱因斯坦布朗公式推行：12.5m3，此中m为波涛条件下希尔兹参数：m1fwum22(s)gD（2）拜格诺能量输沙模型：qKwuQ，式中，w为波涛水质点对泥沙所做的功；uQ为随意方向u0水流速度；u0为近底水质点运动速度。第三节波涛作用下的悬移质运动1、沙纹床面上的悬沙运动向岸沙云代表着泥沙向海输移！向海沙云代表着泥沙向岸输移！当向岸沙云浓度向海沙云浓度时，泥沙的输移是离岸向海的！悬沙高度=3倍沙纹高度，且上面浓度小，下面浓度大。2、悬沙输沙率Q(t)c(z,t)u

13、(z,t)dz，c(z,t)为含沙量的垂线散布，u为泥沙运动速度。hwscdE0sdzca(a)ws/kU*2kU*za为参照点高程，ca为参照点浓度，U*为波涛摩阻流速，为泥沙扩散系数和水质点扩散系数的比值。第四节沿岸输沙率采纳波能流法：沿岸输沙率为Il，波能流沿岸重量为Pl：IlK(Ecn)bcosbsinbKPl，沙质海岸时，有K0.77。第六章岸滩演变海滩剖面反应着横向变化，岸线则反应着纵向变化。第一节海滩剖面特色1、海岸带2、岸滩（海滩）：分为上界限和下界限。上界限一般为海岸某一自然地理变化点，比方海蚀崖、沙丘。下界限从地貌角度看是均匀低潮位线；从海岸动力学角度来看则是波浪作用使泥沙

14、发生运动的地方。（起动临界水深）3、分区：由远及近挨次为：离岸区、外滩、前滩、后滩。第二节海滩剖面的变化1、海滩均衡剖面：hAyn，A0.067w0.442、海滩剖面的变化：两类典型的海滩剖面分别是沙坝剖面（沙坝，槽谷）滩肩剖面（平坦滩肩）。沙坝剖面（风暴剖面）与滩肩剖面（常浪剖面）图示见书籍P190。3、典型剖面的转变条件：1）Johnson依据H0/L0的值来鉴别：H0/L00.03时，为沙坝剖面；H0/L00.025时，为滩肩剖面。（2）迪安依据D0H0/Tw的值来鉴别：D00.85时，为沙坝剖面；D00.85时，为滩肩剖面。（3）沙村和崛川（4）c(tan)0.27H0(D)0.67L0L0实验室中测得：c8时，为沙坝剖面；4c8时，为均衡剖面；c4时，为滩肩剖面。实质工程中测得：c18时，为沙坝剖面；c18时，为滩肩剖面。第三节岸线变形1、岸线形态1）均衡海岸：不冲不淤，岸线是不变的；2）聚集性海岸：泥沙是淤积的，岸线是行进的；3）伤害性海岸：泥沙是伤害的，岸线是退后的。此中均衡海岸又可分为三类：静态均衡海岸：b0(Ql0)，总输沙率为零（Q1gQ2g0）；第一类动向均衡海岸：总输沙率不为零（Q1gQ2g0），可是净输沙率为零（Q1nQ2n0）；第二类动向均衡海岸：净输沙率不为零